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Universidad de los Andes
Facultad de Ingeniería
Departamento de Ingeniería Química
Elaboración de un biopelímero a base de almidón de yuca como indicador
de cambio de pH para un queso tipo Paipa
Autor
Juan David Robayo Gallego
Asesores
PhD Óscar Alberto Álvarez Solano
PhD Felipe Salcedo Galán
Proyecto de Grado
Mayo, 2018
Bogotá D.C
Objetivo general
Diseñar un empaque para un queso tipo Paipa a base de almidón de yuca como película biodegradable,
incorporando antocianina en polvo como pigmento indicador de cambio de pH.
Objetivos específicos
1. Evaluar biopelículas a base de almidón de yuca incorporando antocianina en polvo como
indicador de pH.
2. Caracterizar las propiedades mecánicas y de permeabilidad al vapor de agua para las
biopelículas, adicionando ácido cítrico como aditivo.
3. Estudiar el efecto de cambio de color en la biopelícula respecto al cambio tiempo y pH en dos
diferentes quesos tipo Paipa.
Elaboración de un biopolímero a base de almidón de yuca como
indicador de cambio de pH para un queso tipo Paipa
Juan D. Robayo a
a Departamento de Ingeniería Química, Universidad de los Andes, Carrera 1 No. 18A-12, Bogotá D.C, Colombia
Resumen
En Colombia en la región de Boyacá se produce un queso llamado Paipa el cuál es un queso semiduro, semigraso y semimaduro. El queso
Paipa y otros alimentos cuando se dañan son desechados al no poder ser ingeridos por el consumidor, puesto que se generan alteraciones
en el sistema produciendo cambios como el color, textura y sabor. Adicionalmente, varios de los alimentos que son desechados aún son
aptos para el consumo. Actualmente se han desarrollado nuevas tecnologías como empaques inteligentes para evitar este tipo de problemas.
Por esto, nace la necesidad de elaborar un empaque que cambie de color cuando un queso tipo Paipa se dañarse, indicándole a los
consumidores si el queso es apto o no para su consumo. Se elaboró un biopolímero a base de almidón de yuca, al cual se incorpora un
pigmento natural en polvo llamado antocianina que cambia su tonalidad ante un cambio de pH en el queso. Cuando el queso empieza a
madurar produce ácido láctico liberando aminas volátiles que son detectadas por la antocianina ocasionando una reacción de oxidación.
Para elaborar el empaque se realizó una biopelícula a base de almidón de yuca teniendo en cuenta una formulación de glicerol, agua, ácido
cítrico y antocianina. Se escogieron cuatro diferentes formulaciones con diferentes concentraciones de ácido cítrico y antocianina, teniendo
un diferencial de pH. Posteriormente, se utilizaron soluciones de NaOH y trietanolamina líquida a diferentes concentraciones para realizar
un análisis de sensibilidad de cambio de color en las películas secas antes de tener contacto con el queso, evaluando la que tuviera el mayor
cambio de tonalidad en el menor tiempo. Por medio de un colorímetro se realizaron las pruebas de espacio de color L*a*b*. La
formulación que se escogió fue de 5% ácido cítrico y 1% antocianina dado que tuvo mayor cambio de tonalidad, igualmente, se realizaron
pruebas mecánicas y de permeabilidad al vapor de agua comparando las formulaciones. Se evaluaron dos diferentes tipos de quesos, uno
queso Paipa artesanal y otro elaborado en el laboratorio, midiendo el efecto de cambio de color de los dos quesos durante 15 días. Los dos
tipos de quesos se maduraron a tal punto de cambiar el color de las películas, el pH de los quesos vario a causa de presencia de hongos en
el queso de laboratorio. Por un lado, para el queso comprado el pH disminuye y el pH del queso de laboratorio aumenta. Por último, dada la
tonalidad final de la película y el pH del queso, se diseñó una gama de colores para que el consumidor pueda determinar hasta qué momento puede consumir el queso.
Palabras clave: Empaque, Queso Paipa, Antocianina, Película biodegradable, Indicador de pH, Cambio de color.
1. Introducción
Actualmente se están desarrollando nuevas tecnologías para
la industria de alimentos, bebidas y fármacos como
empaques inteligentes, siendo estas nuevas alternativas de
conservación, ya que garantiza la protección, calidad de los
productos, y además genera eficacia en los procesos de
control de los productos. Un empaque inteligente incorpora
un dispositivo que cambia de color cuando el producto
altera sus propiedades organolépticas como el olor, color o
sabor. El sector alimenticio es cada vez más exigente como
respuesta a la demanda del consumidor y a las tendencias
de la industria hacia productos mejor preservados, frescos,
sabrosos y convenientes [1][2], es por esto que se
preocupan cada vez más por la calidad de los productos que
fabrican. Por ejemplo, en Australia se producen y
consumen alrededor de 260,000 toneladas de carne al año,
pero éste tiene la mayor tasa de desperdicio y huella de
carbono en su producción, por esto se han desarrollado
aplicaciones de empaques inteligentes para reducir sus
desperdicios [1].
En este sentido, se aborda la problemática de desperdicios
de alimentos, que se presenta en la producción y segmentos
de distribución de la cadena de suministro de alimentos [5].
Además, otro problema para los desperdicios de alimentos
es que varios de los productos comestibles que son
descartados todavía son aptos para el consumo, generando
una responsabilidad social y ambiental para reducir y
recuperar dichos desperdicios alimenticios [8].
Los empaques inteligentes pueden incorporarse como
etiquetas en el interior de un envase o empaque. Estos
empaques permiten indicar y monitorear el tiempo,
temperatura y frescura de calidad de los alimentos como la
carne, el pan o los lácteos [8]. Además, son utilizados para
analizar la calidad de los productos dependiendo de las
condiciones de almacenamiento, envasado y/o mal estado
de los alimentos. Los empaques inteligentes pueden
cambiar dependiendo de las características fisicoquímicas
del medio, dependiendo de varios factores como el pH o el
potencial eléctrico. Diferentes empaques o envases de
alimentos son derivados del petróleo, éstos han causado
gran impacto en el desarrollo del medio ambiente, puesto
que en los últimos años han fomentado gran contaminación
por su larga degradación, generando residuos sólidos para
el medio ambiente como en los océanos [6]. Si bien el
reciclaje se considera un mecanismo para reducir este
problema, no es suficiente por la limitación de tecnologías
y costos para desarrollarlo. Por esta razón, se han propuesto
estrategias para remplazar este tipo de empaques por otros
a base de biopolímeros, los cuales buscan ayudar a reducir
la contaminación y desperdicios por medio de su
degradación, convirtiéndose en un compuesto mineral
simple para el ecosistema.
Los indicadores pueden ser dispositivos o sustancias que
revelan la presencia, ausencia o concentración de otra
sustancia en los alimentos, permitiendo así monitorear la
calidad de ésta. Hoy en día los países industrializados han
destinado mayor esfuerzo e inversión fomentando el uso de
tecnologías como empaques inteligentes. Sin embargo,
países como Colombia tienen atraso tecnológico en dicha
área aun así se tengan los recursos para implementarlo. Si
se logra desarrollar este tipo de tecnologías en el país
innovaría la industria alimentaria mejorando el crecimiento
económico, ambiental y social [9]. Existen materiales como
las biopelículas que se utilizan para empaques
biodegradables, éstos tienen un desarrollo sostenible,
puesto que se produce por medio de recursos renovables,
aumentando los ingresos del sector agrícola. Los
biopolímeros buscan tratar de reducir los costos y tiempos
de producción de los empaques tradicionales, utilizando
láminas de biopolímeros como empaques que beneficien el
medio ambiente [10].
Diferentes biopolímeros pueden ser elaborados a base de
polisacáridos como el almidón de yuca [11]. La mayoría de
los plásticos derivados del almidón de yuca tienen el
propósito nutricional, sensorial, funcional y estético,
además llegando a degradarse aproximadamente en 45 días
con ayuda de agua, su velocidad de degradación depende
de la temperatura, la humedad, el número y el tipo de
microrganismos (aeróbico y anaeróbico) presentes [14]. El
almidón de yuca está compuesto por polisacáridos de dos
tipos: amilosa y amilopectina, con diferentes estructuras y
funciones [14]. Asimismo, a las biopelículas se les puede
suministrar aditivos como ácido cítrico para darle más
rigidez y estabilidad molecular, es decir, volverlas menos
frágiles. Esto se debe a que la acidez del ácido cítrico
promueve la disolución de los gránulos de almidón y junto
con el glicerol provocan el rompimiento de los puentes de
hidrogeno intermoleculares, obteniendo una matriz más
homogénea [29]. En este contexto, se quiere generar un
producto de desarrollo sostenible como alternativa para el
área de polímeros, puesto que se está produciendo un
recurso renovable que generar ganancias al sector agrícola.
El biopolímero tiene como funcionabilidad ser un empaque
alimenticio, pero para que el empaque sea inteligente debe
tener un indicador que determine el cambio del estado de
los alimentos [13].
Los indicadores de pH o mejor llamados indicador ácido-
base, se pueden clasificar de acuerdo con el pH y al tipo de
color que aplique la titulación. Una alteración de pH en una
solución genera cambios en los iones H+ u OH, cuando
entra en contacto con el indicador de pH provoca una
configuración electrónica que cambia de color el indicador.
Los colorantes están dotados de una propiedad que se
llama halocrónicas que tiene la capacidad de cambiar las
funciones del pH [1]. Para la incorporación de un colorante
en la matriz polimérica se utiliza un colorante natural
llamado antocianina que actúa como un compuesto
bioactivo [10].
La antocianina es uno de los responsables en darle el color
vivo a las plantas, flores y frutos, colores que abarcan desde
el rojo hasta el azul, entre otros. La antocianina tiene la
ventaja de ser un sustituto potencial a los colorantes
artificiales ya que es natural [15]. Las antocianinas son
glucósidos de antocianidinas, pertenecientes a la familia de
los flavonoides, compuestos por dos anillos aromáticos A y
B unidos por una cadena de tres C. Variaciones
estructurales del anillo B resultan en seis antocianidinas
conocidas como se presenta en la Figura 1 y Tabla 1.
Fig. 1. Estructura substituyente de la antocianidinas [6]
Tabla 1. Posibles estructuras substituyentes de la
antocianidinas [6]
Su espectro visible varía dependiendo la orientación y el
número de grupos hidroxilo y metoxilo de la molécula. El
color de la antocianina depende de la concentración del
pigmento, la presencia de oxígeno y la luz. Factores como
su misma estructura química, pH, concentración,
temperatura, presencia de oxígeno y ácido ascórbico, y
actividad de agua de la matriz determinan la estabilidad del
pigmento [15]. La antocianina se incorpora en la matriz
polimérica para actuar como un oxidante. La oxidación
genera que se cambie la tonalidad del biopolímero, pero
para que se de esa oxidación debe estar en contacto con un
alimento que genere cantidades de dióxido de carbono [16].
En la región de Boyacá, Colombia se produce un queso
denominado Paipa, el cuál presenta características de un
queso semimaduro, semigraso y semiduro. Aunque hay
diversos estudios sobre las propiedades fisicoquímicas y
sobre el perfil microbiológico de este producto, no se han
encontrado estudios que identifiquen las diferencias entre
los quesos de diversos productores de la región, ni hay un
completo entendimiento del cambio de sus propiedades
durante su maduración [17].
El queso Paipa al descomponerse no puede ser ingerido por
los consumidores produciendo cambios organolépticos en
el queso como lo es el color, textura y sabor. De esta
manera, el propósito de este trabajo es generar un empaque
(Biopolímero) que cambie de tonalidad cuando un queso
tipo Paipa se madure, para que el mismo consumidor sea el
que evalúe el estado de su producto, satisfaciendo sus
necesidades. Los consumidores pueden detectar el
deterioro del producto aun así tenga una fecha de
caducidad, reduciendo el número de pérdidas y
contaminación, indicando si el producto es apto o no para
el consumo.
A raíz de este contexto, se quiere diseñar es un empaque
para un queso tipo Paipa a base de almidón de yuca como
película biodegradable, incorporando antocianina en polvo
como pigmento indicador de cambio de pH, generando un cambio en la tonalidad del biopolímero con respecto al
tiempo. De este modo, el empaque se puede utilizar en la
industria alimentaria, pero en este caso se aplica para el
área de los quesos.
El indicador de pH produce una correlación entre el queso
y su cambio de pH por medio de sensores físicos y
químicos asociados al alimento. Primero se debe producir
biopelículas a base de almidón de yuca incorporando
antocianina en polvo como indicador de pH, luego se
caracterizan las propiedades mecánicas y de permeabilidad
al vapor de agua para las biopelículas, adicionando ácido
cítrico. La función del ácido es cambiar la estructura
química del polímero para brindarle mayor rigidez.
Asimismo, la importancia de las pruebas mecánicas y de
permeabilidad al vapor de agua es que permiten determinar
la elasticidad y porcentaje de pérdida de peso en las
películas respectivamente. Finalmente, se estudia el efecto
de cambio de color en la biopelícula en relación con el
cambio de pH en el queso tipo Paipa.
2. Materiales y Métodos
2.1. Materiales
El almidón de yuca y el agua desionizada fueron
suministrados por el laboratorio del Departamento de
Ingeniería Química de la Universidad de los Andes ML-
305. Se utilizó glicerol al 99% marca J.T.Baker, ácido
cítrico monohidratado al 99.5% marca Carla Erba (Group),
trietanolamina marca MERCK e hidróxido de sodio marca
MERCK. La antocianina fue adquirida en Produquímica de
Colombia S.A.
2.2. Métodos
A continuación, se presentan brevemente los métodos de
preparación de las biopelículas, el planteamiento de la
metodología, igualmente los mecanismos de
caracterización mecánica, permeabilidad al vapor de agua,
análisis de sensibilidad y las pruebas de colorimetría.
2.2.1. Preparación de las soluciones formadoras de
biopelículas
Se prepararon diferentes soluciones para poder producir
biopelículas a base de almidón de yuca adicionando
glicerol, ácido cítrico y antocianina, por medio de una
mezcla de una solución de almidón de yuca al 3% (p/v) con
diferentes soluciones como glicerol y ácido cítrico al 10%
(p/v). Luego de ser mezclados, se obtuvo soluciones al 2%
(p/v) de almidón con 25% de glicerol (p/v) y diferentes
niveles de ácido cítrico que posteriormente se mencionarán.
La solución de almidón de yuca se logró diluyendo éste en
estado seco (polvo) en agua desionizada a 80 °C con
agitación constante durante 30 minutos llegando a
gelatinizarse, luego se dejó reposar por otros 30 minutos.
Las soluciones de glicerol y ácido cítrico se obtuvieron
diluyendo los reactivos en agua desionizada, con una
agitación constante, temperatura ambiente por 30 minutos,
cada una por separado. Se prepararon dos tipos de
soluciones, una con antocianina y otra sin antocianina, esto
se realizó para poder tener una diferencia de tonalidad la
cual se explicará más adelante.
2.2.2. Formulación del ácido cítrico y antocianina
Las formulaciones propuestas fueron de almidón/ácido
cítrico al 0,5% y 5%, en proporción (p/p) en base al peso
del almidón de yuca seco. El porcentaje de ácido cítrico se
varió hasta obtener el pH deseado en la solución, en este
caso un pH de 3,6 y 2,6 respectivamente. El ácido cítrico se
utilizó para disminuir el pH de la solución, permitiendo
obtener parámetros diferenciales en cada formulación, por
esta razón, se tomó el pH de las diferentes concentraciones
por medio de un Multiparámetro Mattler Toledo (pH-
metro). El propósito era lograr una diferencia de pH en las
soluciones, para que al momento de incorporar la
antocianina sea evidente un cambio en la tonalidad. Al
tener las soluciones mezcladas y el pH establecido, se
agregó la antocianina en una cantidad de 1% y 2% (p/p)
respecto al peso del almidón. Se realizó una prueba
comparativa entre el pH de las soluciones con respecto al
porcentaje de antocianina y ácido cítrico respectivamente,
para determinar si la antocianina causa alguna variación
significativa en el pH. Para este caso, el diseño
experimental es de dos factores que son: el cambio de
concentración de antocianina y el cambio de pH en las
soluciones, proporcionado por el cambio de concentración
del ácido cítrico.
Tabla 2. Diseño experimental para formulación del ácido
cítrico y antocianina
Valores codificados Valores reales
Antocianina pH Antocianina [%] pH
A -1 -1 1 2,6
B -1 1 1 3,6
C 1 -1 2 2,6
D 1 1 2 3,6
Como se puede ver en la Tabla 2 se presenta un diseño
experimental. A continuación, se presentan las
formulaciones de las biopelículas, siendo AC (Ácido
cítrico) y A (Antocianina):
Tabla 3. Formulación de las biopelículas
Formulación
5% AC / 1% A 5% AC / 2% A
0,5% AC / 1% A 0,5% AC / 2% A
2.2.3. Preparación de películas
Una vez determinada la formulación se elaboraron
biopelículas a base de almidón de yuca mediante el método
solvent [20]. Las soluciones finales que se obtuvieron
fueron adicionadas en una cantidad de 30 ml en platos de
Petri de 14 cm de diámetro, para ser secadas en un secador
de flujo de bandejas con una velocidad del aire de 16 m/s a
una temperatura de 16 °C por 24 horas. Por último, las
películas fueron retiradas de los platos Petri para ser
caracterizadas.
2.2.4. Prueba de sensibilidad del cambio de color en
las biopelículas secas
Se buscó determinar la sensibilidad del cambio de color
de las películas frente al cambio de pH, adicionando una
gota de una amina líquida y NaOH a diferentes
concentraciones en la superficie de la biopelícula, midiendo
los parámetros de cambio de color de las biopelículas por
colorimetría. Al obtener las cuatro biopelículas, se tomó
cada una de las biopelículas respectivas a su formulación y
cada una se dividió en cuatro secciones. Se prepararon dos
diferentes soluciones de NaOH con concentraciones de 2 N
y 3 N y la amina líquida que se seleccionó fue
trietanolamina a 3 N. Se les midió el pH a las soluciones,
por formulación y por sección se adicionó 0,1 ml de NaOH
y trietanolamina (gota) a diferentes concentraciones, solo a
la cuarta sección de cada una de las formulaciones se le
agregaron 2 gotas de trietanolamina. Se determinó la
concentración de NaOH y trietanolamina que genera mayor
cambio de tonalidad en el color de la biopelícula. Esto se
realiza con el fin establecer una relación de concentración
de las soluciones con la cantidad de aminas volátiles que se
generan en el queso.
Por otra parte, se realizó una prueba de colorimetría por
medio de un colorímetro CR-20 Color reader, evaluando
una prueba de espacio de color, queriendo darle un valor
numérico a cada formulación [19]. Este método determina
la valoración numérica de un objeto para informar y reflejar
la gama cromática. El espacio de color utilizado es el
CIELAB porque correlaciona los valores numéricos con un
color específico. Las coordenadas que se utilizaron son L*:
Luminosidad, a*: Coordenada rojo/verde (+a rojo, -a verde)
y b*: coordenadas amarillo/azul (+b amarillo, -b azul) [19].
Por otro lado, para definir la diferencia de color entre las
biopelículas se realiza una comparación numérica de las
muestras con una toma estándar, la cual es establecida
dependiendo los objetos que se quieran comparar, dicho
parámetro se conoce como ΔE el cual indica la magnitud de
la diferencia total de color. Está definida de la siguiente
manera:
Fig. 2. Espacio de color CIE L*, a* y b* [19].
A cada una de las películas secas se les hizo una prueba de
colorimetría antes y después de haber agregado las
soluciones de NaOH y trietanolamina, esto se realizó para
evaluar el cambio de color que se presenta en cada una de
las películas. Se realizaron diferentes gráficas de tendencia
entre los parámetros de color y el pH de las soluciones
respectivamente. Se realizaron seis tomas de datos por
parte del colorímetro a lo largo de la biopelícula para tener
un mayor rango promedio de color. Se utilizan los
subíndices (i) y (j) en el ΔE de las pruebas para diferenciar
los experimentos.
2.2.5. Caracterización de propiedades mecánicas
Las formulaciones de las biopelículas a base de almidón de
yuca se sometieron a las pruebas de tensión para así poder
definir las propiedades mecánicas, utilizando el
texturometro TA. HD plus Texture Analyser. Para las
pruebas de tensión se cortaron probetas en una troqueladora
Punch-Press-Naef de 1,5 cm con una sección angosta de
0,3 mm y una altura de 17 mm, adhiriendo cinta adhesiva
en los extremos de la probeta para facilitar el agarre de las
pinzas en el Texturometro. Para el análisis se tomaron
cinco réplicas diferentes por muestra, para cada una de las
formulaciones. Con el espesor de las biopelículas se halló
el área y con la fuerza (N) reportada por el Texturómetro se
determinó el esfuerzo (MPa). Para la deformación (%) se
halló por medio de la distancia y altura de las probetas. El
módulo de Young (MPa) se definió de acuerdo a la
pendiente de la recta entre el esfuerzo y la deformación.
Por último, se halló el punto de cedencia (MPa). Se reportó
el Modulo de Young (MPa), Esfuerzo máximo (MPa),
Deformación máxima (%) y el punto de cedencia (MPa)
para las pruebas mecánicas.
2.2.6. Permeabilidad al vapor de agua
La permeabilidad al vapor de agua de las diferentes
soluciones de las biopelículas se determinó mediante la
perdida de agua en la película a un tiempo de siete horas.
La temperatura del ambiente fue de 25 °C por medio de la
norma ASTM E96 modificándola [18]. Las biopelículas
fueron cortadas en círculos iguales con un diámetro de
aproximadamente 3 cm y se utilizaron para cerrar las celdas
de aluminio. En el interior de la celda se agregó sílica gel,
la cual ya estuvo previamente secada a una temperatura de
120 °C en un horno por 2 horas alcanzando el estado
estacionario. La sílica estuvo a una altura de 6 mm por
debajo de la biopelícula. El vapor que se está alojando en la
biopelícula se determinó por medio de una cámara de
estabilidad RGX-250E Growth Chamber con un gradiente
de humedad del 75%. Se midió el peso de la película cada
hora, tomando aproximadamente siete muestras y se
graficaron los pesos con respecto al tiempo para hallar la
pendiente de la recta. Para hallar la permeabilidad al vapor
se utiliza la Ecuación 2, notada por las siglas WVP:
Donde WVTR es el flux de vapor el cuál se determina
dividiendo la pendiente de la recta con el área de
transferencia, ∆R es el gradiente de humedad, d es el
espesor del biopolímero y S es la presión de saturación de
vapor [18].
2.2.7. Tiempo de aplicación para el efecto de
cambio de color
Se seleccionó la formulación que tuvo mayor cambio de
tonalidad. Se realizaron las pruebas para dos diferentes
tipos de quesos Paipa, el primero era un queso Paipa
artesanal comprado en un supermercado de cadena el cuál
proporcionaba una fecha de vencimiento. Por otro lado, el
segundo queso era tipo Paipa el cual fue elaborado y
estudiado en el laboratorio, de manera que se sabían las
propiedades del queso como la humedad y el tiempo de
maduración. Se agregaron 25 g de cada uno de los quesos
Paipa en cinco vasos de precipitado de 250 ml, con su
respectiva replica. Se colocaron las biopelículas en la
superficie del vaso de precipitado y se sellaron con bandas
de caucho durante quince días, midiendo cada tres días el
pH del queso y el color de la biopelícula por medio del
multiparámetro y el colorímetro respectivamente. No se
abrieron los vasos de precipitado para no alterar el medio
de los quesos y la biopelícula hasta su día de medida. Por
esta razón, para la primera muestra se toma el pH y el color
en el día tres, la segunda muestra se le mide el pH y el
color en el día seis, así sucesivamente hasta el día quince.
Se obtienen dos análisis, pH y color con respecto al tiempo
del mismo queso (Paipa) a diferentes condiciones. Así, se
relaciona el cambio de color de las biopelículas y el cambio
de pH de los quesos con respecto al tiempo.
3. Resultados y análisis
3.1. Preparación de las soluciones para formulación
de ácido cítrico y antocianina
Para la preparación de las biopelículas se llevó acabo el
desarrollo explicado en la metodología. Primero, se
realizaron dos diferentes tipos de biopelículas unas sin
antocianina y otras con antocianina. Esto se realizó para
evaluar el efecto de añadir la antocianina en la solución del
polímero. Al observar las biopelículas la antocianina se
pudo incorporar en la matriz polimérica, siendo esta
uniforme a lo largo de toda la solución dejándola con una
agitación constante de 750 prm durante 10 minutos. Sin
embargo, en algunas películas una vez estaba seca, su
tonalidad era más oscura en diferentes partes de la película,
esto sucedía cuando no había suficiente agitación y además
había manipulación durante el tiempo de secado. En la
Figura 3 se pueden comparar las tonalidades de las
biopelículas sin y con antocianina.
Sin antocianina Con antocianina
Fig. 3 Biopelículas secas sin antocianina y con antocianina.
Adicionalmente, se tomaron los parámetros de color por
medio del colorímetro para la película sin antocianina a fin
de poder compararlo con las diferentes formulaciones
establecidas. Los parámetros de color de la película sin
antocianina se presentan de la Tabla 4:
Tabla 4. Parámetros de color para una biopelícula sin
antocianina
Película sin antocianina
L a b
59,8 -0,3 -2
Como se puede ver en la Figura 2 y comparado con los
resultados de los parámetros de la Tabla 3, se presentan los
valores obtenidos del espacio de color para una
formulación sin antocianina, permitiendo percibir su
tonalidad. Su parámetro L es grande a causa de su
luminosidad y sus parámetros a y b tienden a cero.
Asimismo, se tomaron los parámetros de color para las
formulaciones con antocianina ya secas. Las formulaciones
que se definieron para las cuatro biopelículas fueron de 5%
ácido cítrico/ 1% Antocianina, 5% ácido cítrico/ 2%
Antocianina, 0,5% ácido cítrico/ 1% Antocianina y 0,5%
ácido cítrico/ 2% Antocianina como se muestra en la Tabla
2. A continuación en la Figura 4 se presentan las
formulaciones para cada una de las soluciones, siendo AC
(Ácido cítrico) y A (Antocianina).
5% AC / 1% A 5% AC / 2% A
0,5% AC / 1% A 0,5% AC / 2% A
Fig.4 Formulación y apariencia de las biopelículas con
antocianina.
Al observar la apariencia de las películas para cada una de
las formulaciones, es claro que hay una diferencia en la
tonalidad de 1% y 2% de antocianina. Luego se tomó el pH
de las cuatro formulaciones y la solución sin antocianina.
El pH que se obtuvo se presente en la Tabla 4.
Tabla. 5 pH de las formulaciones con antocianina
pH
AC 0,5% AC 5%
A 1% 3,38 2,64
A 2% 3,62 2,66
Tabla. 6 pH de las formulaciones sin antocianina
pH
AC 0,5% AC 5%
Muestra 1 3,31 2,53
Muestra 2 3,59 2,49
El pH para la solución sin antocianina y con ácido cítrico se
muestra en la tabla 6. Como se puede ver en las Tablas 5 y
6, el efecto que tiene la antocianina en el pH de las
soluciones no es significativo, ya que varía en 0,1 el orden
de magnitud. Lo que quiere decir que la antocianina
aumenta la basicidad de la solución en una proporción muy
pequeña. Asimismo, en la Figura 5 se puede observar el
comportamiento del pH para las soluciones con
antocianina, existiendo una diferencia de pH, siendo éstas
proporcionales a la formulación.
Fig.5 pH para las soluciones de antocianina y ácido cítrico.
3.2. Preparación de biopelículas
Una vez definidas las formulaciones de las biopelículas se
determinó el diferencial total de color por medio de la
ecuación ΔE (Ecu. 1). La comparación de las cuatro
películas se analizó con base en la muestra estándar de la
película sin antocianina. En la Figura 6 se presentan las
diferencias de color de cada una de las formulaciones. De
igual forma, en la tabla 7 se muestran los parámetros de
color respectivos, cuantificando cada una de ellas.
Tabla. 7 Parámetros de color para una biopelícula con
antocianina
Películas con antocianina
L a b
5% AC / 1% A 39,73 17,63 -10,27
5% AC / 2% A 31,90 13,40 -9,10
0,5% AC / 1% A 38,60 13,77 -8,03
0,5% AC / 2% A 34,20 20,73 -10,70
Fig. 6 Diferencia de color para las cuatro formulaciones con
respecto a un punto de referencia.
Como se puede ver anteriormente, el ΔEi de las películas es
significativamente grande con respecto a la muestra
estándar. Esto se debe a que existe una diferencia de color.
El ΔEi de las formulaciones de 2% de antocianina
presentan un mayor diferencial de color con respecto a las
del 1%, puesto que dichas formulaciones presentan un tono
más oscuro. Lo anterior también se puede ver en los
parametros L de luminosidad, en las que para las
formulaciones 5%AC/1%A y 0,5%/1%A son más claras al
tener menos antocianina.
3.3. Prueba de sensibilidad del cambio de color en las
biopelículas secas
Luego de haber evaluado el pH de las películas por cada
una de las formulaciones se procedió a realizar un análisis
de sensibilidad a las películas, determinando la formulación
que presentaba mayor cambio de color en el menor tiempo
al agregarle una solución básica. Primero se probó con una
solución de 0,5% ácido cítrico y 2% antocianina agregando
una solución de NaOH a 2 N, cambiando su tonalidad de
rosado a púrpura oscuro como se presenta en la Figura 6.
Posteriormente, se hizo el mismo experimento para una
película ya seca del 5% ácido cítrico y 2% antocianina
añadiendo la misma composición de NaOH. De igual
forma, la película seca cambio de color como se puede ver
en la Figura 6.
Solución Película seca
Fig. 6 Cambio de color en una solución y en una película seca
agregando una solución de NaOH 2N.
El anterior experimento fue una prueba para comprobar
que las películas cambiaban de color sin importar la
formulación que tenga y además corroborando que tanto en
solución como en película seca cambia de tonalidad. En los
dos estados la película tiende a oscurecerse por la
oxidación que presenta la basicidad del NaOH.
Luego se continuó el proceso de análisis de sensibilidad
para las cuatro formulaciones, las películas se dividieron en
cuatro secciones diferentes en donde cada una de las
secciones monitorea el efecto de una solución de 2 y 3 N de
NaOH y otra de trietanolamina a una y dos gotas. La
solución de NaOH fue diluida hasta obtener la normalidad
deseada, el trietanolamina se agregó puro. Se
seleccionaron dos tipos de bases, una base fuerte y otra
débil. Por un lado, el trietanolamina es una base débil ya
que posee un par de electrones débiles en el átomo de
nitrógeno los cuales están aislados. Ésta se encontraba en
estado líquido con una consistencia viscosa y apariencia
amarilla casi transparente. Se utilizó principalmente porque
es un regulador de pH, es un agente alcalinizable y no se
disocia completamente. Además, tiene una miscibilidad con
solventes orgánicos [27]. Por otro lado, se utilizó NaOH
como una base fuerte, ésta se encarga de ionizar la película
aceptando más rápido los protones H+ disociándose
completamente [28]. La división de las películas se puede
ver en la Figura 7, realizando así las cuatro formulaciones.
Fig. 7 Segmentos de cambio de color para cada película
respecto a las soluciones básicas.
Antes de agregar las soluciones en cada sección, se
tomaron los parámetros de color de cada formulación,
tomando como nuevo blanco de referencias las películas
con antocianina antes de ser evaluadas con las soluciones
de NaOH y trietanolamina. Dicho diferencial se denotó
como ΔEj para este caso de estudio. En los tres primeros
escenarios se agregaba una sola gota, dejándolo esparcir a
lo largo de la película, tomando el tiempo en el que se tardó
en cambiar de color cada una. El aspecto de cambio de
color sobre la película se puede contemplar en la Figura 8.
La cuarta sección de la película se agregaron dos gotas de
trietanolamina, pero no se tiene registro, dado que su
apariencia y tiempo es la misma que la de una gota. El
tiempo que tardó en cambiar cada formulación se presenta
en la Tabla 9. Igualmente, en la Tabla 8 se muestra el pH
de cada una de las soluciones.
Tabla. 8 pH de las soluciones básicas
pH soluciones básicas
NaOH 2 N 13,64
NaOH 3 N 13,78
Trietanolamina 13,89
No se realizó ninguna comparación con respecto al pH
de las soluciones básicas y el pH de las películas, ya que no
existe diferencia entre las soluciones básicas.
Tabla. 9 Toma de tiempo de cambio de color para cada una de
las formulaciones agregándoles una solución básica.
Tiempo (seg) 2 N
NaOH
3 N
NaOH
1 gota T 2 gota T
5% AC/ 1% A 9,5 15,0 195,0 261,0
5% AC/ 2% A 14,0 28,5 240,0 330,0
0,5% AC/ 1% A 15,5 32,0 262,5 341,0
0,5% AC/ 2% A 12,5 21,5 205,0 281,5
El tiempo y cambio de color para las formulaciones
varió significativamente debido a que las soluciones que
tenían NaOH cambiaron más rápido de color con respecto a
las que tenian trietanolamina. Lo anterior se debe a las
propiedades de la basicidad de las soluciones, el NaOH al
ser una base fuerte cambia más rápido, acelerando la
reacción de oxidación entre la solución y la película. Sin
embargo, la solución de trietanolamina tardó un poco más
por ser una base débil y su tiempo de reacción fue más
lento. No obstante, el valor del tiempo no se tuvo en cuenta
para la toma de decisión en la formulación, en vista que el
tiempo de cambio era subjetivo al ojo humano y esta toma
no se hizo con ningún equipo especial. Por esta razón se
decidió tomar en cuenta el cambio de color que hubo en las
películas con respecto al delta Ej en cada una de ellas. Si se
tiene en cuenta el resultado del tiempo, la formulación que
cambió más rápido de color fue la de 5% ácido cítrico y 1%
antocianina, igualmente ésta fue la formulación que tuvo
mayor diferencial de color respecto al delta Ej. En la Figura
8 se puede observar las coloraciones finales de las pruebas.
Fig. 8 Cambios de color para cada una de las soluciones
básicas para una formulación.
Enseguida se presentan los tres análisis de sensibilidad
obtenidos a partir de los cambios de parámetros de color.
Las muestras de la cuarta toma de datos para la solución de
dos gotas de trietanolamina no se reportaron, ya que estos
se tuvieron en cuenta como réplica para la tercera toma
(una gota) los resultados eran semejantes. En la Figura 9 se
puede ver el comportamiento del cambio de color para una
solución de NaOH a 2 N. Como se puede ver la
formulación que obtuvo el mayor cambio de color fue 5%
ácido cítrico y 1% antocianina y la de menor fue de 5%
ácido y 2% antocianina.
Fig. 9 Sensibilidad de cambio de color para películas secas en
una solución de NaOH 2 N.
Fig. 10 Sensibilidad de cambio de color para películas secas en
una solución de NaOH 3 N.
Por otra parte, la solución de trietanolamina tardó más en
cambiar el color pero los resultados de cambio de color
fueron semejantes a los de las soluciones de NaOH. El
efecto de cambio de color se puede ver en la Figura 11. La
formulación que alcanzó el mayor cambio de color fue la
de 5% ácido cítrico y 1% antocianina.
Fig.11 Sensibilidad de cambio de color para películas secas en
una solución de trietanolamina.
La formulación que se escogió para llevar acabo la
aplicación en el queso Paipa fue la de 5% de Ácido cítrico
y 1% antocianina, dado que tiene una mayor alteración de
color.
3.4. Caracterización de propiedades mecánicas
La caracterización de propiedades mecánicas se evaluó
para las cuatro formulaciones analizando el efecto en cada
una. Por medio del Texturómetro se hallaron los
parámetros de fuerza y distancia de cada una de las
películas. Se tomaron seis probetas por cada una de las
formulaciones, hallando el área, el esfuerzo y deformación.
Con los resultados obtenidos se determinó la pendiente de
las rectas de cada prueba y formulación, hallando el
módulo de Young y punto de cedencia. Las anteriores
pruebas se realizan para evaluar que tan plástico o elástico
es la biopelícula.
El módulo de Young se encarga de probar la rigidez de
la película, al observar en la Figura 12. Por otra parte, la
concentración de antocianina tiene un leve efecto de rigidez
en la película, esto se puede deber a que mayor
concentración aumenta la estabilidad molecular de la
película dándole más rigidez. La formulación más rígida es
de 5% de ácido cítrico y 2% antocianina.
Fig. 12 Módulo de Young para las cuatro formulaciones.
Como se puede observar hay un cambio en las
propiedades cuando se adiciona ácido cítrico, difieren
dependiendo la concentración en la que se encuentren. Al
adicionar ácido al 5% el esfuerzo máximo y el módulo de
Young aumentan. En contraste, la deformación máxima
para las películas cambia, siendo de mayor elasticidad las
de formulación al 0,5% comparada con las de 5%. El
aumento del módulo de Young, esfuerzo máximo y
elongación generan rigidez en la película. En contraste, a
las formulaciones con 0,5% de ácido se genera un efecto de
deformación plástica (menor módulo de Young y esfuerzo
máximo) alcanzando un alto porcentaje de elongación al
romperse. Por esta razón, se presentan dos efectos con el
ácido, por un lado, un plastificante a 0,5% y por otro lado,
antiplastificante al 5%.
Para el esfuerzo máximo se puede determinar que la
formulación de 5% ácido cítrico y 2% antocianina es la que
presenta el valor más alto, como se puede ver en la Figura
13. La formulación que tenga mayor esfuerzo máximo,
obtendrá el mayor límite de elasticidad de las películas
antes de romperse.
Fig. 13 Esfuerzo máximo para las cuatro formulaciones.
Para la deformación máxima se obtiene que la formulación
que más se deforma es la de 0,5% ácido cítrico y 1%
antocianina. Las dos formulaciones de ácido cítrico al 0,5%
presentan elevados niveles de deformación, mientras que
por otro lado, las formulaciones de 5% ácido cítrico no se
deforman tanto. Esto se debe que al no tener ácido las
biopelículas tienden a ser elásticas. En la Figura 13 se
presentan las deformaciones de cada una de las
formulaciones. La elasticidad se mide durante la etapa
elástica de la deformación plástica, lo que quiere decir que
hay una deformación plástica , de modo que la deformación
máxima tiene que ver con la plasticidad.
Fig. 14 Deformación máxima para las cuatro formulaciones.
El punto de cedencia permite ver si las películas tienen
un cambio deformación reversible e irreversible.
Comparando los resultados obtenidos del punto de cedencia
para las cuatro formulaciones se puede ver en la Figura 14
que las formulaciones de 5% ácido cítrico son las que tiene
el mayor punto de cedencia. Dichos resultados concuerdan
con el esfuerzo máximo, 5% ácido cítrico tienen mayor
punto de cedencia que 0,5%.
Fig. 15 Punto de cedencia para las cuatro formulaciones.
Para resumir los resultados obtenidos en las pruebas
mecánicas se puede ver el efecto del ácido cítrico en las
películas. Además, la formulación que tuvo mayor esfuerzo
máximo, punto de cedencia y módulo de Young fue 5%
ácido cítrico y 2% antocianina. La formulación que tuvo
pocos efectos de resistencia en la película fue de 0,5%
ácido cítrico y 1% antocianina. Se pudo ver que la
antocianina si tiene un leve efecto en la rigidez de la
película.
3.5. Permeabilidad al vapor de agua
La evaluación y análisis de la permeabilidad al vapor de
agua es importante para diseñar un empaque puesto que
permite determinar la pérdida de agua que se presenta en la
película en un periodo de tiempo. La película que presenta
mayor barrera de agua es 5% AC y 2% A. Al agregar ácido
cítrico aumenta la permeabilidad al vapor de las películas
como se puede ver en la Figura 16. Para la formulación de
0,5% AC y 1% A se presentan propiedades de barrera más
débiles, es decir con menor permeabilidad de vapor.
Fig. 16 Pruebas de permeabilidad de vapor de agua
3.6. Tiempo de aplicación para el efecto de cambio de
color
La formulación que se escogió para evaluar el efecto de
cambio de color con respecto a la evaluación de un queso
fue 5% ácido cítrico y 1% antocianina dado que reportaron
mejores resultados en las pruebas de sensibilidad de color.
En la Figura 17 se puede ver la solución y la película seca
para 5% ácido cítrico y 1% antocianina.
Solución al
5% AC/ 1% A
Película seca al
5% AC/ 1% A Fig. 17 Pruebas de permeabilidad de vapor de agua
Muestra 1 - Muestra de queso comprado
Muestra 2- Muestra de queso de laboratorio
Fig. 18 Muestras de queso para dos grupos.
3 6 9 12 15
Como se puede ver en la Figura 18, las diferentes muestras
presentan colores distintos, esto se utilizó únicamente para
diferenciar las muestras. En la muestra 1 se tiene el queso
Paipa comprado, de color verde y azul, en la muestra 2 el
queso Paipa elaborado en el laboratorio. Las muestras de
quesos fueron clasificaron por colores para ser
diferenciadas para la muestra 1 verde y azul y la muestra 2
blanco y rojo. Igualmente, se enumeraron cada una con el
día en el que se les iba a realizar la medición. Para las
cuatro muestras se tomaron los parámetros de color
iniciales, se envasaron en un vaso de precipitado de 50 ml y
en su interior se agregó 30 g de cada uno de los quesos. A
cada muestra se le colocó un color diferente para
diferenciar uno del otro. Durante 15 días se analizó el
comportamiento de cada una de las muestras tanto el
cambio de color (ΔE k) y el pH con respecto al tiempo. La
diferencia de los dos quesos es que el artesanal tenía una
fecha de caducidad y el de laboratorio reportaba datos
experimentales como tiempo de maduración. Además se
tuvo un blanco de referencia para compararlo hasta el día
final Es importante resaltar que la biopelícula no tiene
contacto con el queso, ya que se quiere evaluar el
fenómeno que se presenta en el ambiente del queso con la
película, para un trabajo futuro se propone trabajar en
contacto con la película y el queso para evaluar sus efectos.
Día 0 Día 15 Fig. 19 Muestras de queso para dos grupos.
Los resultado que se obtuvieron se pueden ver en la Figura
20 en dónde se puede ver el cambio de color delta Ek de las
películas a lo largo de 15 días.
Fig. 20 Cambio de pH con respecto al tiempo para un queso
Paipa comprado y de laboratorio.
Por otro lado, al ver el resultado de cambio de pH de los
quesos a lo largo del tiempo. Se puede ver que para un
queso comprado el pH si se va volviendo más ácido, por
el contrario, el queso producido en el laboratorio va
aumentando su pH. Esto se debe a que el queso producido
en el laboratorio al ser manipulado presenta
contaminación. Al realizar las pruebas empezaron a
salirle hongos, los cuales aumentaron el pH del queso.
Aun así, para los dos tipos de queso la tonalidad de la
película se va oscureciendo. Otro análisis que se puede
obtener es que cambia más rápido de tonalidad el queso
de laboratorio, se atribuye a la gran producción de
microorganismos que se generan por los hongos. El pH
en el que comenzó el queso comprado fue de 5,55 a los
15 días fue de 5,31. Por otro lado, para un queso de
laboratorio el pH inicial fue de 5,6 y el final de 5,95.
Hubo mayor cambio de pH para el queso de laboratorio.
Fig. 21 Muestras de quesos a 12 días, verde comprado y
blanco de laboratorio.
Como se puede ver anteriormente en la Figura 21 se ve
como el queso comprado su apariencia sigue igual al
primer día pero la del queso de laboratorio presenta hongos.
Fig. 22 Muestras de película a los 15 días (blanco)
En la Figura 22 se puede observar la película que fue
tomada como blanco de muestra para los experimentos. Por
otro lado, para llevar acabo otro experimento de prueba
para saber si la película cambiaba de color se utilizó un
queso doble crema con la misma formulación, pero con
más tiempo de maduración. En la Figura 24 se puede ver el
cambio de color que tuvo durante los 22 días de evaluación.
El color que se espera tener al finalizar la evaluación de
tiempo de maduración del queso es como se presenta en la
Figura 23.
Fig. 23 Cambio de muestra de color. Una estándar y otra con
queso doble crema.
2 días 22 días
Fig. 24 Experimento de cambio de color para un queso doble
crema.
En la Figura 24 se puede observar el resultado de tonalidad
de la película después de 20 días de tener el queso doble
crema en descomposición. Por último, se decidió establecer
una gama de colores en dónde el consumidor pueda saber
en qué momento puedo ingerir los alimentos y en cual no.
Para este caso. La formulación que se tomó fue de 5%
ácido cítrico y 1% antocianina. La tonalidad inicial
representa la película cuando el producto acaba de ser
preparado, listo para vender. Los transcursos de los días
alteran la tonalidad de la película, el ácido láctico de los
quesos altera el pH liberando aminas volátiles que
reacciona con la película para que ésta se oxide. La
tonalidad del empaque va cambiando hasta volverse más
oscuro. El pH inicial de los quesos artesanales tipo Paipa es
de aproximadamente 5,5 y en un transcurso de 15 días su
pH se ve alterado hasta llegar a 5,1. Se va acidificando el
queso y al mismo tiempo la película va cambiando de
color. La tonalidad purpura que toma el empaque puede
determinar que el queso ya no se puede consumir porque
sus índices de acidez son muy altos, alertando al
consumidor de su consumo.
Fig. 25 Gama de color para el empaque del queso tipo Paipa
En la Figura 25 se puede observar la gama de colores en las
que la película va cambiando de tonalidad hasta llegar a su
color final. Por último, a partir del pH que se obtuvo de los
quesos evaluados, hasta llegar a su maduración y
descomposición el pH es de 5, 12 y el color para ese pH es
el color 5 como se puede ver en la Figura 25. En este color
el consumidor sabrá que no puede ingerir el queso porque
se encuentra dañado.
4. Conclusiones
Al incorporar la antocianina a la solución del polímero no
fue totalmente uniforme su tonalidad a lo largo de la matriz
polimérica de algunas películas dado que se pudo haber
utilizado mayor tiempo de agitación aproximadamente de
30 minutos.
El ácido cítrico como aditivo para la estructura del
polímero no tuvo ningún efecto en la incorporación de la
antocianina en la matriz polimérica. Además, se le dio una
aplicación a la matriz del polímero incorporándole y
haciendo funcionar la antocianina.
La antocianina tiene un efecto de basicidad en la solución,
aumentando el estado básico, ya que permite variar el pH
en un orden de magnitud de 0,1.
La diferencia de color (delta E i) para las formulaciones del
2% de antocianina presenta mayor diferencial de color con
respecto a la del 1% y en relación con la película sin
antocianina.
De acuerdo al análisis de sensibilidad que se realizó con
las soluciones básicas, la formulación que se escogió fue la
de 5% de Ácido cítrico y 1% antocianina dado que esta es
la formulación que tiene una mayor alteración de color y
cambia más rápido. La solución de 3 N de NaOH es la que
presenta mayor diferencia de color por el delta E k y la
solución de 2 N de NaOH es la que más rápido cambia de
color.
Las películas a base de almidón de yuca son traslúcidas,
son fáciles de procesar, tienen una buena barrera de O2. Sus
desventajas son su alta permeabilidad con el vapor de agua,
solubilidad del agua y baja resistencia mecánica. La
película que mostró mejor permeabilidad al vapor de agua
fue 5% ácido cítrico y 2% antociania. Por otro lado, con
respecto a las propiedades mecánicas la formulación que
presentó mejor punto de cedencia, esfuerzo máximo y
módulo de Young fue 5% ácido cítrico y 2% Antocianina.
La formulación de 5% ácido cítrico y 2% antocianina
presenta mejores resultados para las pruebas mecánicas y
de permeabilidad al vapor de agua, pero fue la que menor
cambio de color tuvo de delta Ej. El criterio que se tuvo en
cuenta para la determinar que formulación utilizar fue el
del análisis de sensibilidad de cambio de color con las
soluciones básicas y el cambio del tiempo, de este modo se
escogió 5% ácido cítrico y 1% antocianina, aun así la
formulación de 5% ácido cítrico y 2% antocianina haya
tenido mejores resultado en las pruebas de caracterización.
Ahora bien, la formulación que se escogió también presenta
resultados favorables de pruebas mecánicas y de
permeabilidad.
El efecto de cambio de color en las películas se puedo
observar con el cambio de tonalidad con respecto al tiempo.
Los dos tipos de quesos hicieron cambiar de color las
biopelículas, cambiando su pH dependiendo al día de
maduración. Se obtuvo que el pH final al cual un
consumidor no puede ingerir el queso es de 5,12 y la
tonalidad de la película es de un color púrpura.
El tipo de queso, las condiciones y la manipulación
influye en el tiempo de cambio de color de las películas.
El empaque funciona dado que la biopelícula presenta un
cambio de tonalidad con respecto al tiempo y pH que se
presente.
Para realizar este tipo de productos se debe desarrollar unas
pruebas de calidad si se quiere generar en grandes
volúmenes de producción para hacerlo a nivel industrial.
5. Trabajo futuro
Para un trabajo futuro se podría dejar por más tiempo de
agitación la antocianina una vez haya sido suministrado a la
solución del polímero, aproximadamente por unos 30
minutos. Mejorando su grado de cohesión entre la
antocianina y la matriz del polímero, aumentando la
uniformidad de tonalidad y previniendo que cuando las
películas se sequen, éstas estén totalmente uniformes en la
tonalidad. Igualmente, se podría utilizar otro tipo de aditivo
para la solución del polímero como aceites u otros reactivos
que permitan darle estabilidad y rigidez a la película,
evaluando el comportamiento de la antocianina, para saber
si ésta tiene el mismo efecto en diferentes aditivos.
Además, se puede suministrar más o menos ácido cítrico u
otro aditivo que altere el pH de la película y ver efecto de la
antocianina en diferentes concentraciones.
Ampliar el diseño de experimentos no solo a cuatro
posibles formulaciones, sino dejando la concentración del
ácido constante ya que es evidente que no altera los
parámetros de color, pero sí variando la concentración de
antocianina para ver el efecto en otras formulaciones.
Desarrollar una comparación de color entre las películas
secas y las soluciones antes de ser secadas para especificar
si existe una relación directa de color y que pasa si hay
diferencia significativa entre ambas.
Se podrían utilizar otras bases fuertes y débiles para evaluar
si la formulación escogida tiene el mismo comportamiento
para dichas soluciones. Asimismo, se podría agregar una
solución ácida fuerte y otra débil para observar si el efecto
que tiene es el mismo que con una base, si la tonalidad de
color cambia utilizando un ácido.
Además de utilizar productos lácteos se podrían utilizar
otros alimentos ácidos como lo son la carne o el pan para
ver si tienen el mismo efecto que los lácteos.
Para este análisis se evaluó el queso sin tocar la película,
eventualmente se podría estudiar el efecto de cambio de
color de la biopelículas cuando la película entra en contacto
con el queso, si el cambio de color tiene el mismo efecto.
Se podría realizar por más tiempo el análisis de evaluación
del queso, llevándolo a unos 20 ó 25 días.
Realizar el experimento con la misma formulación, pero
diferentes tipos de queso para determinar si tienen el
mismo efecto.
Si se quiere agregar otro valor agregado a las funciones del
empaque, se puede buscar la forma de prolongar la vida útil
de los alimentos que se evalúen con el polímero.
Ameás del almidón de yuca existen otros almidones o
polímeros en los cuales se podría ensayar el
funcionamiento de la antocianina, para comparar si tienen
el mismo comportamiento como con el almidón de yuca.
Como se pudo ver en la experimentación de prueba, otro
queso puede alterar la tonalidad de la película, por esto se
podría probar con otro tipo de queso y en diferentes
cantidades.
El queso realizado en el laboratorio no se llevó acabo en las
mejores condiciones, por lo que se podría desarrollar en un
espacio más apropiado como un laboratorio de alimentos,
evitando contaminaciones.
Este proyecto tiene alta viabilidad de desarrollarlo en el
área de empaques para productos lácteos. Su producción a
nivel industrial podría automatizar el proceso de
fabricación de la película en la que se incorpore la película.
No necesariamente todo el empaque puede la biopelícula,
ésta se puede adicionar como una pequeña etiqueta en los
empaques.
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